• Neurologie: le gène Nf1 est essentiel pour la régulation du cycle veille/sommeil chez la drosophile! ____¤202110

     

    Une étude, dont les résultats intitulés “Neurofibromin 1 in mushroom body neurons mediates circadian wake drive through activating cAMP–PKA signaling” ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis  « en utilisant l’organisme génétique modèle Drosophila melanogaster », de découvrir que le gène Nf1 est essentiel pour la régulation du cycle veille/sommeil. Comme ce gène « est par ailleurs impliqué chez l’homme dans une maladie génétique fréquente  (la neurofibromatose), qui entraine la formation de tumeurs dans le système nerveux », cette découverte « pourrait aider à expliquer certains symptômes observés chez les patient-es atteinte-es de cette maladie, notamment le trouble de leur sommeil ».

     

    Relevons  tout d’abord que « la plupart des fonctions biologiques de l’organisme telles que le système veille/sommeil, la température corporelle, la fréquence cardiaque, la pression artérielle, la production d’hormones, mais aussi les capacités cognitives, l’humeur ou la mémoire sont régulées par le rythme circadien, un cycle d’une durée de 24 heures ». Ainsi, « grâce à cette horloge interne, localisée chez l’humain au niveau de l’hypothalamus »,  l’éveil « est maximal du matin jusqu’en fin de journée »,  la température corporelle « est sensiblement plus élevée en journée » et « les contractions intestinales sont plus basses la nuit ».

     

    Alors que «toutes les espèces animales ou végétales ont leur propre rythme circadien », l’étude ici présentée a fait appel à « la drosophile, cette petite ‘mouche du vinaigre’ que l’on trouve sur les fruits bien mûrs », car il s’agit d’un modèle de choix pour la recherche en génétique puisque « non seulement la mouche et son génome se manipulent très facilement en laboratoire, mais de très nombreux gènes sont conservés entre la mouche et les organismes supérieurs, ce qui permet souvent d’étendre le champ des découvertes de la mouche vers l’humain ».

     

    Concrètement, au moyen  de « capteurs à infrarouge qui détectent les mouvements des mouches contenues dans des tubes, les scientifiques peuvent facilement analyser leurs cycles veille/sommeil » : ainsi, «sur une période de 24 heures, les mouches dorment environ 10 heures la nuit, puis sont actives toute la journée, à l’exception d’une sieste d’environ 4 à 5 heures ». Dans ce contexte, cette étude s’est focalisée sur des mouches « qui ont un cycle de sommeil déréglé et dont une zone particulière du cerveau, appelée corpora pedunculata (ou ‘mushroom bodies’ en anglais en raison de sa forme caractéristique), présente des lésions ».

     

    Plus précisément, l’expression des gènes dans cette zone particulière du cerveau de drosophiles saines a été analysée et  « un gène, Nf1, dont l’expression fluctue en fonction des phases éveil/sommeil de la mouche » a été identifié. Il est apparu que «son expression augmente lorsque les mouches sont éveillées, alors qu’elle diminue pendant leur sommeil».

     

    Pour « confirmer le lien entre ce gène et le rythme circadien, les biologistes ont observé des mouches qui expriment faiblement ce gène, quel que soit le moment de la journée » de sorte que «ces mouches sont totalement déréglées et ont des phases de sommeil beaucoup plus nombreuses».

     

    Comme « la protéine NF1 est en amont d’une cascade de régulation qui déclenche la libération de calcium, nécessaire à l’activation des neurones dans les ‘mushroom bodies’ du cerveau», l’expression de Nf1 en journée provoque «une activité plus élevée des neurones de cette zone du cerveau le jour que la nuit, favorisant l’éveil diurne».

     

    Du fait que «l’homologue humain de Nf1 est un gène qui empêche le développement de tumeurs du système nerveux » et que  «lorsqu’une personne est porteuse d’une mutation dans le gène Nf1, elle est atteinte de neurofibromatose, une maladie génétique fréquente qui prédispose au développement de tumeurs du système nerveux » dont l’un des symptômes est le dérèglement du sommeil,  « il sera intéressant d’explorer le rôle potentiel de Nf1 dans ce phénomène ».

     

     


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